无位置传感器FOC控制实战手册 · 课程目录

01 FOC基础入门

什么是FOC？为什么需要无位置传感器？FOC与传统方波控制的区别。

02 电机与逆变器基础

永磁同步电机(PMSM)结构、数学模型、Clark变换与Park变换。

03 电流采样与调理

三相电流采样方案、运放电路设计、ADC采样时序与同步。

04 SVPWM调制技术

空间矢量原理、扇区判断、作用时间计算、七段式与五段式SVPWM。

05 PI控制器设计

连续域与离散域PI、抗积分饱和、PI参数整定方法（带宽法、试凑法）。

06 电流环闭环控制

d轴与q轴电流环设计、解耦控制、前馈补偿。

07 速度环与位置环

速度环PI设计、位置环P控制、三环级联架构分析。

08 无位置传感器技术概述

为什么需要无传感器？主流方法对比（反电动势、磁链观测、高频注入）。

09 反电动势观测器

滑模观测器(SMO)原理、反电动势提取、低通滤波器设计。

10 锁相环(PLL)与速度估计

基于反电动势的PLL设计、角度与速度提取、PLL参数整定。

11 磁链观测器

电压模型与电流模型磁链观测、混合模型、低速性能分析。

12 高频注入法(HFI)

旋转高频注入与脉振高频注入、信号解调、转子位置提取。

13 启动策略

三段式启动（预定位、开环加速、切换）、I/F启动、闭环切换条件。

14 低速与零速控制

HFI在零速的应用、电流谐波抑制、转矩脉动补偿。

15 中高速控制

反电动势法在中高速的优势、弱磁控制基础、电压极限圆。

16 弱磁控制

弱磁原理、电流轨迹规划、电压反馈弱磁、深度弱磁。

最大转矩电流比原理、查表法MTPA、公式法MTPA。

18 死区效应与补偿

死区时间对电流的影响、死区补偿方法、电压误差补偿。

19 电流谐波抑制

5次、7次谐波抑制、谐振控制器、重复控制。

20 参数辨识

电阻辨识、电感辨识、磁链辨识、在线参数更新。

21 观测器增益自适应

SMO增益自适应、磁链观测器增益调节、提高鲁棒性。

22 无传感器FOC的稳定性分析

观测器收敛性、系统稳定性判据、失步检测与恢复。

23 基于DSP/ARM的软件架构

主循环与中断设计、ADC中断与PWM同步、任务调度。

24 基于FPGA的硬件加速

并行电流环、高速比较器、硬件SVPWM。

25 仿真与建模

Matlab/Simulink FOC模型搭建、C代码生成、HIL仿真。

26 调试与测试工具

示波器、电流探头、上位机、DA输出、变量监控。

27 常见问题与排故

启动失败、电流震荡、速度波动、过热保护。

28 性能优化

电流环带宽提升、速度环抗扰动、效率优化。

29 行业应用案例

无人机电调、电动工具、机器人关节、压缩机。

30 未来趋势

AI在FOC中的应用、预测控制、无传感器FOC的极限挑战。